地球上目前已知矿物来源编目完成

来源:科技日报
2022-07-04 06:50 
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地球上目前已知矿物来源编目完成

从矿物学角度理解生命形成

科技日报北京7月3日电 (实习记者张佳欣)每一种矿物都有一段历史,每一颗石头都讲述了一个故事。据1日《美国矿物学家》月刊发表的两篇论文,美国卡内基科学研究所领导的一项为期15年的研究详细介绍了地球上每一种已知矿物的起源和多样性,这是一项里程碑式的工作,将有助于重建地球上的生命历史,指导寻找新的矿物和矿藏,预测未来生命的可能特征,并帮助寻找宜居行星和地外生命。

研究人员确定了10556种“矿物种类”,这是一个新创造的术语,表示不同的矿物组合和形成模式。该数字比国际矿物协会仅根据晶体结构和化学成分承认的大约6000种矿物种类高出约75%。

研究发现,地球上80%的矿物是由水调节的,这对地球上的矿物多样性至关重要,这也解释了为什么月球、水星甚至火星上的矿物种类比地球少得多。生物在约50%的矿物形成中发挥了直接或间接的作用,例如,通过创造富含氧气的大气,导致2000种矿物质的形成。

根据研究,大自然以不止一种方式创造了地球上40%的矿物物种。总的来说,矿物是以57种不同方式形成的,包括物理、化学和/或生物过程。国际矿物协会批准的矿物种类中有3349种(59%)仅来自一个过程(共生模式),1372个种类(24%)来自两个过程,458个(8%)来自三个过程,以及其余的480个(8%)来自四个或更多的过程。

黄铁矿,又名“愚人金”,是所有矿物中形成方式最多的。在过去的45亿年里,大自然使用了21种不同的方法来创造黄铁矿,它可在高温和低温下、有水和无水的条件下形成,在微生物的帮助下或在生命毫无作用的恶劣环境中形成。

钻石至少起源于从外太空到地球深处的9种方式,包括在古老恒星的冷却大气中凝结、陨石撞击期间以及在地球深处的高温超高压下。这些过程导致了不同的钻石变体。

论文还写道,大约23亿年前地球的“大氧化事件”导致了新的矿物在地球的近表面形成。大约44.5亿年前,当水第一次出现时,最早的水—岩石相互作用可能在近地表海洋和陆地环境中产生了多达350种矿物。

这项工作还为未来研究指明了方向,例如,月球、火星和其他陆地世界上有哪些矿物形成环境?如果火星曾经有(或仍然有)水文循环,那里将有何种矿物学上的表现等等。

【总编辑圈点】

水是生命之源,水和生物又直接或间接地影响矿物的形成。以此推论,地球上种类多样的矿产资源,与地球上丰富充沛的水资源有着千丝万缕的联系。再进一步想,宇宙中不同星球上的水资源大不相同,所以不同星球上的矿产资源也很可能是千差万别的。既然这样,某些星球上是否存在其他星球所不具备的独特矿种,令我们眼界大开?至于是否真的如此,就等人类行星采矿探索去验证喽。

【责任编辑:程尔凡】

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